儿童急性淋巴细胞白血病中的IKZF1缺失

通过使用新的治疗分层预后标志物，改善对复发风险的个体化调整，可能有益于急性淋巴细胞白血病（ALL）患者。在此，我们回顾了IKZF1异常作为儿童ALL预后因素的研究进展，并总结了该领域的新概念。继续研究疾病生物学与暴露和治疗反应之间的相互作用将是进一步改进治疗策略的关键。

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背景

儿童急性淋巴细胞白血病（ALL）是儿童和青少年最常见的恶性肿瘤，其特点是广泛的临床和生物学异质性，主要是由不同的疾病背景引起和维持白血病克隆获得的复发性结构和/或数量遗传异常。尽管存在这种异质性，儿童ALL的整体治疗效果较好，目前治愈率超过85%。在现代临床方案中，预后因素用于估计单个患者的复发风险，并通过将患者分为不同的治疗风险组（例如，标准风险、中等风险、高风险和极高风险）来调整所需的治疗强度。不幸的是，仍有相当比例的ALL患者复发。因此，通过使用新的治疗分层预后标志物，进一步改善针对所有复发风险的初级治疗的个体化调整，可能对患者有益。

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IKZF1的遗传学

IKZF1基因位于染色体7p12.2，由8个外显子组成，编码转录因子IKAROS，具有重要的调控功能淋巴细胞生成。IKAROS有6个锌指，其中4个位于由外显子4到6编码的DNA结合域，是维持IKAROS抑癌功能所必需的。其余的2个锌指由外显子8编码，介导IKAROS作为同型二聚体或与其家族的其他转录因子（如AIOLOS和HELIOS）的二聚化。年Mullighan等人首次描述复发性、主要是单等位基因的局灶性缺失影响IKZF1的编码区。这些缺失涉及IKZF1的整个基因或仅部分基因，总体频率为：儿童ALL中占15%，成人ALL中占40%。尽管如此一些缺失（例如，影响整个基因的缺失，包括外显子2和/或8在内的基因内缺失，外显子1和5’端非转录调控区的缺失导致单倍体不足，其他缺失（最常见的是影响外显子4到7的缺失），导致DNA结合域的丢失和显性阴性基因异构体的产生。后者损害了从剩余的野生型等位基因翻译的IKAROS的肿瘤抑制功能。关于IKZF1体细胞点突变频率的研究还远远不够。它们的出现概率要低得多（图1），并且与缺失一样，它们的分子结果可能是单倍体不足（例如，截断变体）或显性负效应（图1）。最近，通过一个独特的基因表达谱鉴定了一个新的B细胞前体（BCP）ALL亚群，其特征是IKZF1错义突变p.AsnTyr（NY）影响DNA结合域。有趣的是，特异性基因表达谱也不同于其他已知IKZF1改变的BCP所有病例。此外，越来越多的涉及IKZF1的融合转录本病例已被描述(图1)。全基因组关联研究已经确定IKZF1（rs和rs）中频繁的内含子胚系变异，并描述其为适度调节儿童BCPALL的风险（图1），Churchman等人最近报告了家族性儿童ALL和例（0.9%）未经选择的BCPALL患者中43例（图1）IKZF1不良胚系变异，鉴定IKZF1为白血病易感基因。

图1：儿童ALL染色体7p12.2带IKZF1基因的遗传改变。红框表示观察到的不同类型基因畸变的近似频率：缺失（左下）、基因融合（右下）、体细胞和胚系单核苷酸变异（上）。

大多数已发表的关于儿童ALL中IKZF1缺失的数据都是通过多重连接探针依赖性扩增（MLPA）分析（表1）产生的。替代技术包括聚合酶链反应（PCR）或阵列技术。MLPA检测到几乎所有针对编码序列的缺失，大多数评估IKZF1缺失在患者队列中的预后效果的大型研究都依赖于这项技术（表1）。然而，像阵列技术一样，它不能可靠地检测＜25%的细胞中存在的缺失。因此，MLPA可能无法在显示低白血病负担或仅限于白血病亚克隆的缺失的样本中检测到IKZF1缺失。对于复发的基因内缺失，这种限制可以通过定量PCR分析来克服。这项技术可以检测基因内IKZF1缺失，其灵敏度比传统技术更高，而且允许微小残留病灶（MRD）监控。但是，亚克隆IKZF1缺失对预后的影响尚未得到明确评估，可能与全克隆缺失的影响不同。另一个争论的问题是，单独的IKZF1外显子1缺失是否应纳入常规诊断。由于该区域的高鸟嘌呤胞嘧啶含量会导致MLPA假阳性，因此它们的准确检测可能比较复杂。最近，对1号外显子缺失的分子定位以及经过强化变性步骤的MLPA证实了1号外显子缺失对IKZF1转录的频率和影响，并建议在适当控制的情况下，这些缺失应考虑进行诊断。值得注意的是，针对5’端调控区域的额外IKZF1缺失已经被描述，而目前的MLPA没有检测到。IKZF1序列突变主要通过Sanger测序和靶向或非靶向的下一代测序进行分析，而大多数融合基因已在转录组学研究中被鉴定出来。

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IKZF1作为儿童ALL预后因素的研究

在过去的10年里，各种研究分析了IKZF1变异在儿童ALL中的临床重要性，并采用不同的治疗方案。IKZF1缺失的存在与诊断时年龄较大、白细胞计数较高以及诱导和巩固后MRD水平较高有关。因此，IKZF1缺失在儿童ALL高危患者中的比例较高。重要的是，IKZF1畸变在所有亚组中的分布是不均匀的。虽然大约三分之二的BCR-ABL1+BCP都携带IKZF1缺失，但在BCR-ABL1-BCP亚组的频率较低。B-other组大约有20%缺乏“经典”的复发性获得性遗传异常，但包括Ph样和BCR-ABL1样BCP，所有这些都具有激活激酶特征，高超二倍体ALL有15%，ETV6RUNX1-、TCF3-或KMT2A重排ALL和T细胞ALL有＜5%。尽管在BCR-ABL1-BCPALL中非常罕见（~1%），但在IKZF1缺失阴性的BCR-ABL1+BCPALL中，IKZF1点突变高达10%。大多数儿童BCPALL预后研究的重要特征是，不同类型的IKZF1缺失一直与一线治疗的不良临床结果相关（表1）。值得注意的是，IKZF1点突变似乎对结果也有类似的影响。因此，一些关于ALL早期治疗的国际研究小组将IKZF1缺失状态纳入BCPALL患者的高危治疗分层，而其他研究小组则没有遵循这一策略，因为IKZF1缺失的预后影响被认为不足以证明暴露于高风险甚至非常高风险的毒副作用治疗。

在荷兰的一项研究中，综合使用MRD和IKZF1缺失状态预测了79%的复发。但不幸的是，IKZF1仅在诱导治疗后仍携带可测量的白血病细胞负荷超过10-4的MRD的患者中发挥其强大的预后影响。结合MRD分析的这一简单评估模式已经在目前的一线AIEOP-BFMALL治疗ALL试验中作为高风险分层标准实施，其预后价值已被证实。与一线方案相比，IKZF1缺失对BCPALL二线治疗的预后重要性相对未得到充分的研究。

总的来说，这些观察结果表明，暴露和治疗反应与基础疾病生物学的复杂相互作用是决定IKZF1变异预后影响的关键因素。因此，更深入地了解IKZF1异常ALL中治疗、治疗反应和协同分子损伤之间的相互关系，有助于开发针对不同情况的改良治疗方法。

表1：关于儿童ALL治疗试验中IKZF1变异对预后影响的研究综述

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IKZF1与抗药性机制

IKZF1介导BCP耐药的分子机制是复杂的，目前还不完全清楚。然而，有证据表明，正常BCP细胞或BCR-ABL1+BCP中IKAROS的缺失都会导致获得干细胞样表型，并增加自我更新，上调粘着斑激酶（FAK），细胞粘附分子，通过形成一个由转录调控因子和B细胞转录因子协同作用的新的超增强子来抑制耐药性。

有趣的是，Churchman等人通过使用维甲酸受体激动剂，证实了IKZF1异常BCR-ABL1+BCPALL的这种表型逆转。维甲酸诱导野生型IKZF1的选择性表达并启动IKZF1靶基因的表达。通过抑制FAK获得了相似的结果，维甲酸受体激动剂和FAK抑制两种治疗方法都提高了BCR-ABL1+BCPALL对酪氨酸激酶抑制剂治疗的敏感性。此外，有数据表明IKZF1控制BCPALL的能量代谢，所有这些都与糖皮质激素反应有直接联系。这些重要的见解可能有助于开发针对BCPALL中IKZF1变异信号网络的新的特异性治疗方法。

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在儿童ALL试验中，风险分层和相关治疗策略往往没有完全可比性。这可能在一定程度上导致了异常IKZF1对一些已发表试验结果的部分不同影响（表1）。然而，如果我们在IKZF1变异和相关临床终点的背景下，对不同的治疗背景和不同的分层策略进行更详细和仔细的比较，这些复杂的问题也有可能发生。遵循这些策略可以使我们更好地了解受影响患者对应用治疗方案特定部分的不同反应，从而丰富关于IKZF1变异的知识。结合大型研究组中具有良好特征的试验人群的合作方法可能是这方面成功的关键，并且还应回答许多其他开放性问题，例如真正全面评估IKZF1改变（拷贝数变异、核苷酸突变、基因融合）的分子谱的重要性，其在所有亚组中的预后重要性，以及异常IKZF1与协同遗传异常（如CDKN2A、PAX5、BTG1、JAK通路异常、RAS通路异常、其他激酶激活病变、ERG、协同病变亚克隆）相互作用的研究进展。

因此，通过对儿童ALL中IKZF1的继续研究，我们将（1）能够改善患者和/或其监护人关于ALL复发风险和最终结局的信息；（2）很可能进一步了解ALL的生物学；（3）提高设计和进行临床试验的能力，以改善儿童和青少年ALL的个体特征为基础，提供优化的治疗策略。

那么，IKZF1异常仍然是一个预后因素吗？事实证明：绝对是！